用于生产有机肥的设备
阅读说明：本技术 用于生产有机肥的设备 (A equipment for producing fertilizer ) 是由 张玉红 于 2020-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于生产有机肥的设备,包括餐厨处理部和/或畜禽粪便处理部；所述餐厨处理部用于处理餐厨垃圾,将处理产物输送至畜禽粪便处理部,所述畜禽粪便处理部用于处理畜禽粪便和餐厨处理部传输的处理产物,所述餐厨处理部包括料仓制浆机(1)、精选机(2)和三相分离器(3),所述畜禽粪便处理部包括稀释制浆机(5)和混料机(6)。本发明提供的用于生产有机肥的设备,将餐厨垃圾与动物畜禽粪便相结合,解决了餐厨垃圾废水的昂贵处理费用与昂贵的设备投资,也解决了畜禽粪便固液分离后的尿液处理昂贵的设备投资问题,具有设备简单、成本低、使用寿命高、能耗低、占用空间小、垃圾处理速度快等诸多优点。(The invention discloses equipment for producing organic fertilizer, which comprises a kitchen treatment part and/or a livestock and poultry excrement treatment part; kitchen garbage is used for handling the kitchen garbage, carries the treatment product to animal manure processing portion, animal manure processing portion is used for handling the treatment product of animal manure and kitchen processing portion transmission, kitchen processing portion includes feed bin pulper (1), preparator (2) and three-phase separator (3), animal manure processing portion is including diluting pulper (5) and blendor (6). The equipment for producing the organic fertilizer combines the kitchen waste and the animal and poultry manure, solves the problems of high treatment cost and high equipment investment of the kitchen waste wastewater and high equipment investment of the urine treatment after the solid-liquid separation of the animal and poultry manure, and has the advantages of simple equipment, low cost, long service life, low energy consumption, small occupied space, high garbage treatment speed and the like.)
技术领域
本发明涉及一种用于生产有机肥的设备，属于肥料生产技术领域。
背景技术
随着国家环保政策和循环经济政策的步步深入，餐厨垃圾、畜禽粪便、工业有机固废物和农业有机废弃物等成为亟待处理的污染源。
其中，餐厨垃圾是餐饮垃圾和厨余垃圾的总称，其主要特点是含水率、有机物含量、油脂和盐度均较高，且容易发酵、变质、腐烂，这些特点不仅使其容易滋生病原微生物，产生大量病毒，而且还会散发恶臭和大量温室气体，如处理不当，会产生严重的环境问题。畜禽粪便包括猪粪、鸡鸭粪、牛羊粪等，其中含有大量的蛋白质、纤维素、半纤维素和糖类等有机生物质，畜禽粪便直接污染农村水环境，是城乡环境的顽疾。
目前，餐厨垃圾处理设备和畜禽粪便处理设备均为单独的设备，餐厨垃圾处理设备大多仅仅具有粉碎、固水分离机构，对垃圾进行粉碎、干燥处理后进行生物降解，其不仅处理周期长，还未对食物残渣进行有效利用；而畜禽粪便处理设备多为简单的混合搅拌设备，混合搅拌后采用堆肥的方式杀菌生成有机肥，存在堆肥时间长、占用空间大、杀菌不彻底等多种问题，传统的处理设备很难实现快速无害化处理。
此外，餐厨垃圾含水量高，可能会发生渗漏，对地表水和地下水造成影响，随着城市土地面积的减少，餐厨垃圾填埋土地的选择也越来越困难，发酵产生的气体中含有高浓度甲烷，存在引起爆炸的危险；餐厨垃圾和畜禽粪便堆肥处理过程中会不断产生硫化氢、有机硫化物、吲哚、醛、酮类共200多种产生恶臭的物质，严重污染大气；且堆肥发酵灭菌程度低，堆肥体中的有害菌的休眠体(芽孢)以及耐热致病菌都大量滋生，会积累大量毒素对环境产生二次污染。
因此，有必要提供一种有快速、无害化处理餐厨垃圾和畜禽粪便的设备。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种用于生产有机肥的设备，其特征在于，该设备包括餐厨处理部和/或畜禽粪便处理部；
所述餐厨处理部用于处理餐厨垃圾，将处理产物输送至畜禽粪便处理部，
所述畜禽粪便处理部用于处理畜禽粪便和餐厨处理部传输的处理产物。
优选地，所述餐厨处理部包括料仓制浆机1、精选机2和三相分离器3，所述畜禽粪便处理部包括稀释制浆机5和混料机6；
所述制浆机1具有搅拌切割机构，用于将餐厨垃圾制成浆状，
所述稀释制浆机5用于将餐厨处理部处理的处理产物、畜禽粪便加酸进行稀释反应，
所述混料机6具有搅拌混合机构，用于将稀释反应后的浆料与有机干粉进行混合。
根据本发明，所述料仓制浆机1通过第一运输通道21与精选机2连接；
所述精选机2通过第二运输通道22与三相分离器3连接；
所述精选机2通过有机物运输通道23与稀释制浆机5连接；
优选地，所述三相分离器3通过机物运输通道23与稀释制浆机5连接；在一个优选的实施方式中，所述三相分离器3还通过废水传输通道31与稀释制浆机5连接；
所述稀释制浆机5通过浆料排出管53与混料机6连接。
优选地，该设备还包括压榨机4，压榨机4通过螺旋管道与料仓制浆机1连接。
优选地，该设备还包括干粉仓64，在所述干粉仓64中存储有有机干粉，所述干粉仓64与混料机6通过无轴螺旋管65道连接。
根据本发明，所述料仓制浆机1内设置有搅拌机构11、切割机构12和过滤机构13，所述过滤机构13设置在切割机构12的下方。
优选地，所述搅拌机构11包括搅拌轴111和螺旋叶片112，搅拌轴111带动螺旋叶片112旋转，所述切割机构12包括多个刀头，多个刀头安装在搅拌轴111上，所述过滤机构13为筛网。
优选地，在第二运输通道22中设置有加热机构对运输的物质进行加热。
优选地，所述稀释制浆机5为罐状结构，在其中设置有搅拌柱52，所述搅拌柱52包括轴体521和螺旋叶片112，在搅拌柱52上设置有多个刀头523。
优选地，所述搅拌混合机构包括水平设置的旋转轴62和设置在旋转轴62上的搅拌扇63，所述搅拌扇63为平板结构，优选地，搅拌扇63边缘为齿状结构。
本发明所具有的有益效果包括：
(1)根据本发明提供的用于生产有机肥的设备，能够实现餐厨垃圾和动物畜禽粪的再利用，不仅解决了污染问题，还能够变废为宝，将其变为耕种使用的有机肥。
(2)根据本发明提供的用于生产有机肥的设备，将餐厨垃圾与动物畜禽粪便相结合，解决了餐厨垃圾废水的昂贵处理费用与昂贵的设备投资，也解决了畜禽粪便固液分离后的尿液处理昂贵的设备投资问题；
(3)根据本发明提供的用于生产有机肥的设备，解决了传统餐厨垃圾处理过程中微生物降解产生的污染问题；
(4)根据本发明提供的用于生产有机肥的设备，设备简单、成本低、使用寿命高、能耗低；
(5)根据本发明提供的用于生产有机肥的设备，占用空间小、垃圾处理速度快。
附图说明
图1示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备整体结构示意图；
图2示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备料仓制浆机结构示意图；
图3示出图2中A-A向剖面结构示意图；
图4示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备稀释制浆机结构示意图；
图5示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备稀释制浆机剖面结构示意图；
图6示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备混料机结构示意图；
图7示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备混料机局部结构示意图；
图8示出根据本发明一种优选实施方式的用于生产有机肥的设备精选机结构示意图。
附图标号说明：
1-料仓制浆机；
11-搅拌机构；
111-搅拌轴；
112-螺旋叶片；
12-切割机构；
13-过滤机构；
14-高浓浆排出管；
15-杂物排出管；
2-精选机；
201入料仓；
202-筛板；
203-油水收集仓；2021-偏振电机；
2022-弹簧；
21-第一运输通道；
22-第二运输通道；
23-有机物运输通道；
3-三相分离器；
31-废水传输通道；
32-油罐；
33-水罐；
4-压榨机；
41-螺旋管道；
5-稀释制浆机；
51-入料口；
52-搅拌柱；
521-轴体；
523-刀头；
53-浆料排出管；
6-混料机；
61-槽体；
62-旋转轴；
63-搅拌扇；
631-连接柱；
64-干粉仓；
65-无轴螺旋管。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明提供的用于生产有机肥的设备，包括餐厨处理部和/或畜禽粪便处理部，通过餐厨处理部对餐厨垃圾进行处理，获得有机物、油和废水，将有机物、废水和畜禽粪便作为畜禽粪便处理部的原料生产有机肥。
具体地，所述餐厨处理部包括料仓制浆机1、精选机2、三相分离器3；所述畜禽粪便处理部包括稀释制浆机5和混料机6，如图1所示。
所述料仓制浆机1用于餐厨垃圾的初步处理，通过搅拌切割将餐厨垃圾制成浆状，具体地，如图2、3所示，所述料仓制浆机1的仓体为柱形，其内设置有搅拌切割机构，所述搅拌切割机构包括搅拌机构11、切割机构12和过滤机构13。
优选地，所述搅拌机构11包括搅拌轴111和螺旋叶片112，通过搅拌轴111带动螺旋叶片112旋转，实现餐厨垃圾的搅拌混合。
进一步地，所述搅拌轴111通过齿轮、皮带等与电机连接，实现转动。
优选地，所述切割机构12包括多个刀头，多个刀头安装在搅拌轴111上，更优选地，安装在螺旋叶片112的底部，将搅拌后的餐厨垃圾进行切割打碎。
发明人发现，可以通过控制搅拌机构11的转速控制切割机构12的切割能力，使得切割机构12仅能将餐厨垃圾中的食物残渣切割打碎，而不能将餐厨垃圾中的塑料袋、筷子、易拉罐等杂物切割打碎。
进一步地，所述搅拌机构11的转速为380rpm。
所述过滤机构13设置在切割机构12的下方，对经过搅拌切割打碎的餐厨垃圾过滤，使得小粒径的餐厨垃圾被筛选出来。
优选地，所述过滤机构13为筛网，筛网的筛孔直径为6-10mm。
在本发明中，通过搅拌机构11、切割机构12与过滤机构13的配合，可以将餐厨垃圾中的有机物、油、水等筛选出来形成食物高浓浆，而将塑料袋、筷子、易拉罐等杂物清理出来。
具体地，所述料仓制浆机1罐体为3～6m3，搅拌时间为6～10分钟，发明人发现，上述参数下，能够很好的将餐厨垃圾中的杂物和食物残渣分离，分离后的杂物中基本无食物残渣。
在一个优选的实施方式中，所述料仓制浆机1有两台，在餐厨垃圾量高峰值时可以两台同时运行，缓解餐厨运输车卸料等待，也便于以后的交替维修和保证本套设备的正常运行。
在一个优选的实施方式中，在料仓制浆机1上还设置有杂物排出管15用于排出杂物，具体地，在制完浆后，通过底部筛板将浆料中塑料，桌布易拉罐等杂质隔离在筛板上方，通过离心力将这些杂质甩到料仓制浆机边的杂物排出管15处，由无轴螺旋输送出去。
根据本发明，在过滤机构13下部还设置有高浓浆排出管14，用于排出过滤出的食物高浓浆。
优选地，该用于生产有机肥的装置还包括压榨机4，用于将过滤出的杂物进行脱水压榨。
进一步地，所述杂物排出管15位于过滤机构13上方的仓体侧壁上，所述杂物排出管15通过杂物输送管道与压榨机4相连，将杂物传送到压榨机4。
压榨机为一种固液分离的设备，在餐厨垃圾处理当中广泛应用，本领机技术人员可根据实际需要自由选型，优选为螺旋压榨机。
在一个优选的实施方式中，所述杂物排出管15与压榨机4之间通过螺旋管道41连接。
所述螺旋管道41为无轴螺旋输送管道，其具有通径输送，不堵塞管路，运行可靠等优点，尤其适合塑料、易拉罐等混合后连绵在一起的杂物运输。
所述高浓浆排出管14通过第一运输通道21与精选机2连接，优选地，所述第一运输通道21为连接管道，在连接管道上设置有泵体，将食物高浓浆泵送到精选机2中。
所述精选机2用于将食物高浓度浆中的细渣分离出来，避免其堵塞三相分离器3。
进一步地，所述精选机2为振动式精选机，包括入料仓201、筛板202和油水收集仓203，如图8所示。
进一步地，所述入料仓201下端具有开口，置于筛板202上方；所述油水收集仓203置于筛板202下方，所述筛板202的筛孔为1～10mm，在筛板22上设置有偏振电机2021，通过偏振电机2021带动筛板202振动实现对高浓度浆料中细渣的筛选分离。
在一个优选的实施方式中，所述筛板202上还设置有弹簧2022，通过弹簧2022将筛板202支撑在油水收集仓203上方。
更优选地，所述筛板202的面积为1～3m2，电机转速为500～100rpm。
在本发明中，通过精选机2的筛分，将食物高浓度浆分离成细渣和油水混合物，其中，分离出的细渣输送到稀释制浆机5；分离出的油水混合物通过第二运输通道22输送到三相分离器3。
优选地，所述第二运输通道22为连接管道，在连接管道上设置有泵。
所述三相分离器3通过离心原理将油水混合物中的固体、油、水分离，其中，固体输送至稀释制浆机5，油、水分别收集到油罐32和水罐33中。
在一个优选的实施方式中，所述三相分离器3为卧式三相分离器。
在一个优选的实施方式中，所述三相分离器3的分离因素为3000～3500，更优选地，所述三相分离器3的转鼓直径为300～500mm，转鼓转速为3500～4000r/min，转鼓长径比为1：(3～5)。
发明人发现，上述参数能够使得餐厨垃圾产生的油水混合物中的油、水、固充分分离，尤其是分离后的油中含水量、含固量极低。
发明人发现，油水混合物的温度恒定对分离效果有较大的影响，同时适度的提高油水混合物的温度，可提高三相分离器3分离出的各项纯度。
优选地，在第二运输通道22中设置有加热机构对油水混合物进行加热，使得进入三相分离器3中的油水混合物温度恒定。
优选地，进入三相分离器3中的油水混合物的温度为70～90摄氏度，优选为80摄氏度，相比于其它温度，该温度下油提取率更高。
在本发明中，所述加热机构可以是包覆在第二运输通道22上或设置在第二运输通道22内部的加热管，也可以是单独的加热罐，优选采用加热罐的形式，既保证了进入三相分离器3中的油水混合物的温度，又起到收集存储油水混合物的作用，保证了三相分离器3进料量的连续与稳定。根据本发明所述的餐厨处理部，通过对餐厨垃圾快速搅拌切割制浆，能够快速的将餐厨垃圾中的有机物分离出来，具有作业时间短、产量大、设备占用空间小等优点。
所述稀释制浆机5用于将餐厨处理部处理产生的有机物和畜禽粪便加酸加水进行稀释反应，所述餐厨处理部处理产生的有机物包括精选机2分离出的细渣和三相分离器3分离出的固体。
在一个优选的实施方式中，所述稀释制浆机5将三相分离器3分离出的水作为稀释用水的一部分，从而解决了餐厨垃圾废水的昂贵处理费用与昂贵的设备投资。
区别于传统的有机肥料生产设备，本发明中，将餐厨垃圾与动物畜禽粪便相结合，解决了餐厨垃圾废水的昂贵处理费用与昂贵的设备投资。
在本发明中，对餐厨处理部处理产生的有机物、畜禽粪便、三相分离器3分离出的水、酸添加到稀释制浆机5的方法和具体结构不做特别限定，优选地，在精选机2、三相分离器3和稀释制浆机5之间设置有有机物运输通道23，在水罐33与稀释制浆机5之间设置有废水传输通道31，以分别将有机物、三相分离器3分离出的水传输到稀释制浆机5中。更优选地，所述有机物运输通道23为无轴螺旋输送管道，废水传输通道31为连接管道，在其上设置有水泵。
在一个优选的实施方式中，如图4所示，所述稀释制浆机5具有多个入料口51，与有机物运输通道23、废水传输通道31连接，更优选地，所述入料口51还与供酸管路、供水管路连接。
具体地，如图5所示，所述稀释制浆机5为罐状结构，在其中设置有搅拌柱52，所述搅拌柱52包括轴体521和螺旋叶片112。
优选地，所述搅拌柱52上还设置有多个刀头523。
在本发明中，对搅拌柱52的动力源及动力源安装位置不做特别限定，例如可以是电机、气动马达等，动力源可以安装在搅拌柱52的上部、侧部或下部。
通过搅拌柱52的旋转搅拌，使得有机物、畜禽粪便、水和酸能够充分混合，实现了快速稀释、快速混合的作用。进一步地，搅拌柱52上设置的多个刀头，可以将板结的畜禽粪便快速打成浆状，以便充分的与酸进行反应。
在一个优选的实施方式中，所述搅拌柱52具有多个，同时进行搅拌，以提高稀释、制浆的速度。
根据本发明一个优选的实施方式，所述稀释制浆机5的容积为20～40m3，优选为30m3，所述搅拌柱52的转速为320～420rpm，优选为380rpm，搅拌时间为10～20分钟，优选为15分钟。
在一个优选的实施方式中，在稀释制浆机5的底部，设置有浆料排出管53，以将充分反应的浆料排放至混料机6中。
所述混料机6用于将与酸反应后得到的稀释浆料与有机干粉进行混合。
在本发明中，将畜禽粪便加酸直接制浆后与有机干粉混合，解决了畜禽粪便固液分离后的尿液处理昂贵的设备投资问题，通过酸的化学特性，对浆料中的细菌、虫卵等进行消杀，相比于常规的堆肥方式，提高了处理速度和有机肥产出效率，降低了设备体积。
进一步地，所述混料机6具有搅拌混合机构，通过搅拌实现稀释浆料与有机干粉的混合。
在一个优选的实施方式中，所述混料机6具有类长方体的槽体61，如图6、7所示，所述搅拌混合机构包括水平设置的旋转轴62和设置在旋转轴62上的搅拌扇63。
优选地，所述旋转轴62具有多条，其与槽体61的长边平行。
所述搅拌扇63具有多个，均匀分布在旋转轴62上，优选地，呈螺旋形分布在旋转轴62上，螺旋形的分布，使得其在旋转轴62的带动下对槽体61内的稀释浆料与有机干粉的混合更加持续均匀。
更优选地，所述搅拌扇63为平板结构，如图7所示，搅拌扇63边缘为齿状结构，在搅拌的同时，能够将混合前和混合中结团的固体打碎，从而使得稀释浆料与有机干粉的混合更加均匀。
在一个优选的实施方式中，所述搅拌扇63通过连接柱631与旋转轴62连接。具体地，连接柱631的一端设置有凹槽，搅拌扇63部分插入凹槽中；在旋转轴62上设置有通孔，连接柱631的另一端插入通孔中，在连接柱631与搅拌扇63的连接位置和连接柱631与旋转轴62的连接位置通过焊接固定。
发明人发现，直接将搅拌扇63与旋转轴62焊接在一起，由于二者接触面积较小，焊接强度不足，在搅拌的过程中极易出现脱焊等情况，影响混料机6的使用寿命，通过连接柱631将搅拌扇63固定在旋转轴62轴上，增加了连接强度，使得混料机6能够长期稳定的工作。
在本发明中，对旋转轴62的动力源不做特别限定，例如可以是电机、气动马达等。
根据本发明，将混料机6混合后的物料堆放固化后，经过5～15小时，即可获得有机肥。
根据本发明一个优选的实施方式，该用于生产有机肥的设备还包括干粉仓64，在所述干粉仓64中存储有有机干粉，所述干粉仓64与混料机6通过无轴螺旋管65道连接，更优选地，所述无轴螺旋管道65为可变频调速的无轴螺旋管道，从而实现干粉输入量的自动控制。
实施例
实施例1
用于生产有机肥的设备包括餐厨处理部和畜禽粪便处理部，所述餐厨处理部包括料仓制浆机1、精选机2、三相分离器3，畜禽粪便处理部包括稀释制浆机5和混料机6，料仓制浆机1通过第一运输通道21与精选机2连接，精选机2通过第二运输通道22与三相分离器3连接，精选机2通过有机物运输通道23与稀释制浆机5连接，三相分离器3通过机物运输通道23和废水传输通道31与稀释制浆机5连接，稀释制浆机5通过浆料排出管53与混料机6连接。
其中，料仓制浆机1内设置有搅拌切割机构11、切割机构12和过滤机构13，搅拌机构11的转速为380rpm，过滤机构13的筛网筛孔为直径7毫米，搅拌时间为8分钟；
三相分离器3的所述三相分离器3的转鼓直径为400mm，转鼓转速为3800r/min，转鼓长径比为1：4.5。稀释制浆机5的容积为30m3搅拌柱52的转速为380转，搅拌时间为15分钟。
混料机6混合后的物料堆放固化10小时后，即可获得有机肥。
该设备共占用面积为6平方米，日处理量为300吨，餐厨垃圾和家畜粪便垃圾从处理到获得有机肥共用时间不超过20小时，处理时间远低于其它处理设备，其在同等日处理量的情况下，不论是设备占用面积、处理时间均优于常规设备，并且解决了餐厨垃圾废水和畜禽粪便固液分离后的尿液难以处理的问题。
对生产的有机肥按照中华人民共和国农业行业标准NY 525-2012进行检测，结果如表1所示。
表1
生产的有机肥料满足农用标准，有机质含量较高，肥力效果好。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。
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